浅析浆砌块石的缺陷及成因

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由于我国多山和石料丰富等因素，石材料被广泛地运用在各类建筑物和构筑物的建造上，主要用于砌筑民房、拱桥、护岸、沟渠和挡土墙等。砌筑方式可分为干砌或石灰浆砌。石材料的主要优点是材料分布广泛易得、价格低廉、施工工艺简单、强度高、不易人为损坏。尽管石材料有以上诸多优点，但现存的石材料建筑物、构筑物仍然很少，甚至少于砖木结构。历史上，石材料只是简单起到围护、防护及阻挡作用，这些功能的实现并不需要承受很大的外力，但现代建筑物和构筑物，在结构稳定性、耐久性、强度及外观方面要求很高，以石材料为主的浆砌块石使用的越来越少。事实表明，屡屡发生的一些桥梁结构的垮塌现象，从一定程度上暴露出浆砌块石在运用方面的缺陷以及在施工过程中质量控制的不稳定性。

近几年来，全国发生以浆砌块石为主的桥梁倒塌事故屡见不鲜。2006年4月16日，深圳高速西段一座16M跨径的浆砌块石基础的桥梁震塌。2007年8月13日，浆砌块石拱桥——凤凰堤溪沱大桥，在接近完工时垮塌。

笔者从事桥梁施工组织及技术管理工作多年，现从浆砌块石的受力性能、施工技术、质量控制及工程造价方面分析其出现缺陷的原因。

受力性能

浆砌块石构件在设计时都是按照承受压力进行结构分析的，但是在许多情况下都有可能因环境变化和受力不均的原因，使受力情况发生了不利于其材料特性的改变，从而加速了块石砌体的破坏。

冲刷

在地形变化较大的山区及丘陵地带，由于水的流速很快，设计时没有充分考虑到特大洪水的冲击，往往导致基础局部外露，甚至掏空部分基础的基底，使这部分基础由受压变为在自重作用下受拉。

外力

在外部荷载破坏简支梁桥的铰缝构造后，桥面处在单板受力的情况下，墩台部位由原来均布荷载变为单板受力支座处的集中荷载，在荷载较大时，产生类似于劈裂试验时构件内部产生的拉力作用，虽然相对于墩台来讲并不具有决定性的破坏作用，但是，砌体的砂浆在经历多次冻融之后，则会不断加剧桥梁的破坏程度。

对于较为宽大的桥台，其台背回填土不均匀也会使土压力发生变化，而桥台两端因无回填土且有翼墙的拉结锚固作用，位移较小。桥台中部一般所承受的土压力最大，易产生拉应力。

不均匀沉降

因地基沉降不均匀，桥台在自身重力及外荷载作用下，内部产生拉应力，这是桥梁破坏的重要原因。

冻融和冲击

浆砌块石主要靠砂浆起到找平支垫及粘结作用，虽然砂浆的水泥用人工成本低量与同强度混凝土基本相同，但砂浆的单位用水量却是同强度混凝土的2-4倍，所以砂浆的空隙率远大于同强度的混凝土，其吸水性和抗冻融性大大降低。同时，砂浆在外荷载的直接冲击下，微观结构不断发生微小的变化，因砂浆的低强度和刚性的特点，其变形是不可逆的，在长期频繁的冲击荷载作用下，砂浆的破坏远快于混凝土。

在冻融和冲击的双重作用下，浆砌块石中的砂浆加速丧失找平支垫和粘结作用，使砌体逐渐丧失稳定性。

施工技术

浆砌块石是一种传统的工艺材料结构,主要靠手工操作,是劳动力密集型、生产效率很低的一种生产方式。在工业化水平很低，生产力不发达时期，由于劳动力充足，人工成本较低，这种结构还能得到广泛的应用。现阶段，因新材料砌体的质量、性能和效率都大幅度提高，工程量迅速增加，浆砌块石应用范围越来越受到限制，主要原因是：

机械化程度低：在整个生产过程中，只有砂浆可采用机械拌合，其它工序，如：块石的砌筑、码放、修整、块石堆放地点至工作面的运送、勾缝等都不能采用机械施工，生产效率很低。

砌筑技术要求高：浆砌块石既是一项重体力劳动又是技术含量相对较高的工作。由于块石很不规则，砌筑时需要精心挑选摆放位置，砌体质量高低与块石的组砌方法关系很大。因此，块石的砌筑过程就是砌体组合的设计过程.